张清叶,刘慧芳,李 坤
(河南机电高等专科学校基础部,河南新乡 453000)
高职教育的培养目标是培养具有一定理论基础知识和较强实践动手能力,面向基层、面向生产一线职业岗位的实用型、技能型专门人才。这一目标决定了在教学中必须加强实践教学环节,受学时的限制,理论教学课时有所缩减,数学作为非专业理论课也成为被缩减课时的对象,致使数学课程教学面临内容多、课时少的矛盾,再加上高职作为大众化教育,生源基础差、底子薄,学生自觉性不强,基于以上事实,推进高职数学教学改革迫在眉睫。
数学实验[1]是借助数学软件,结合所学的数学知识解决实际问题的一门实践课。其目的是提高学生学习数学的积极性,提高学生对数学的应用意识并培养学生用所学的数学知识和计算机技术去认识问题和解决实际问题的能力。不同于传统的数学学习方式,它强调以学生自己动手为主。在数学实验中,由于计算机的引入和数学软件包的应用,为数学的思想与方法注入了更多、更广泛的内容,使学生摆脱了繁重乏味的数学演算和数值计算,促进了数学同其他学科之间的结合,从而使学生有时间去做更多的创造性工作。在数学教学中引入数学实验,为解决高职数学教学内容多、课时少的矛盾提供了一个有效途径。
高职作为大众化教育,我省今年高招录取分数线为310分(总分750分),折合成百分制为43.33分,学生既有来自普通高中的也有来自中等职业院校的,基础普遍较薄弱,数学基础更是参差不齐。他们虽然参加过高考,但成绩不高,基础较差,没有掌握一套好的学习方法,不能很快适应高职数学教学要求。而且很多学生学习目的性很强,认为数学课程不是专业课,觉得学习数学没有用处,或者由于自身的认识水平所限,不知道数学知识是他们学好专业课程的基础,在学习中对数学课程不重视。
另一方面,数学作为基础课在新生入学第一学期开始开设,学生刚刚军训结束,学习积极性高,学习气氛浓,纪律好,可塑性强。高职教育不是要培养研究型人才,而是要培养应用型人才,故其数学课程评价标准不应只看学生会做几道题,更要看通过数学课的学习,他们的学习积极性是否提高,能否应用所学数学知识解决实际问题,能否形成一种数学思维方式。
针对当前的教学现状,我们在教学过程中通过引入数学实验,形成了以知识的产生-形成-应用为主线的“三段式”教学模式。即首先给学生介绍知识产生的背景,然后通过实例引出概念,最后应用概念解决实际问题,前两段即“知识的产生-形成”阶段在课堂教学中完成,最后一段即“知识的应用”则以数学实验的形式完成。
在信息化背景下,如果高职数学还是一味地强调学生的运算能力,试图再次施行题海战术必然是行不通的。众所周知,计算机最低层次的工作也是它最擅长的本领就是重复工作,我们要让计算机来运算,重点培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,通过开设数学实验课让学生亲身体验知识的形成过程,进行高职数学教学改革[2-5]。
由于设备条件限制,目前数学实验课主要在数学课堂教学中穿插进行。教师在课堂上提出问题,师生共同讨论给出解决方法和程序流程图,学生在课下用他们所学的计算机语言(如C语言等)进行编程,运行程序并给出解答,然后将结果反馈给老师,教师再根据结果给大家推荐好的方法和程序,并进行讲解、总结、评议。如在讲解零点定理时,已知若函数f(x)在闭区间[a,b]上连续且 f(a)·f(b)<0,则方程 f(x)=0在开区间(a,b)内至少有一个实根。首先启发学生,该定理指出根的存在性,那么根怎么求?通过讨论给出解答:二分法。然后大家一起设计程序结构流程图如图1。
图1 二分法程序流程图
教学组织中的重要环节,如师生共同讨论确定解决方法及学生自己应用所学的计算机语言进行编程、运行程序,都让学生成为学习的主角,培养了学生学习的主动性。学生编写的程序很多时候不能一步到位,他们在机房通过互相探讨,调试程序,最终运行出可行结果。这样一方面提高了他们的编程能力,另一方面激发了他们学习数学的热情,让他们在动手动脑中真实体验了知识的形成过程,感受成功,建立自信。
目前我们仅对参加全国大学生数学建模竞赛的同学专门开设了数学实验课,给他们提供了专用的数学实验室。给全校所有开设数学课的同学提供数学实验室,普及数学实验是我们今后要努力解决的问题。
通过在数学课堂教学中穿插数学实验,学生学习气氛变浓了,数学成绩有所提高,并且学生计算机等级考试通过率较以前也大幅上升;通过短期内在部分同学中专门开设数学实验课,组织他们参加全国大学生数学建模竞赛,从2006年到2011年中我校共派出38个队参加全国大学生数学建模竞赛,累计获得国家一等奖4项,国家二等奖10项,河南省一等奖13项,河南省二等奖6项,河南省三等奖5项,获得国家奖及省一等奖比例高达63.16%;教学改革项目《高职高专工科数学教学改革与创新能力培养的研究与实践》于2009年获河南省教育厅一等奖。这些成绩充分说明我们的教改方向是正确的,有必要进一步推广。
另外,也存在一些问题。比如由于资源有限,仅能给少数同学提供专用的数学实验室,很多同学由于种种原因,最后一个环节上机运行调试程序无法保证。导致我们开设数学实验课的作用受到了限制,其效果大打折扣。其次数学实验与数学课堂教学如何协调,二者的时间怎么分配,这也是我们一直思考的问题。
以数学实验为切入点,改革高职数学教学是一项有益的尝试,是新时期为适应高职教育培养目标,解决高职数学内容多、课时少这一矛盾的有效手段。通过在数学教学中引入数学实验,采用三段式教学模式,引导学生用数学方法来解决实际问题,提高了学生的学习积极性。通过组织学生参加数学建模竞赛并取得优异成绩,说明我们数学改革的实践是成功的。存在的问题是如何进一步加强改革力度,增大改革受益面。
(责任编辑吕春红)
[1]焦光虹.数学实验[M].北京:科学出版社,2010.
[2]刘连福.基于“大众数学”和“现实数学”的高职数学教学改革研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2010,(12):8 -10.
[3]韩明.将数学实验的思想和方法融入到大学数学教学[J].大学数学,2011,(8):137 -141.
[4]何晓娜.关于在高职院校开展数学实验教学的思考[J].教育与职业,2011,(18):122 -123.
[5]秦体恒,王秀梅.高职工科数学教学中实施创新能力培养的研究与实践[J].机专学报,2010,(7):98 -100.